(57)【要約】【課題】リアルタイム性と信頼性を兼ね備えたデータ伝送を行うことのできる通信システムを得る。【解決手段】送信装置１０は、送信データを格納する送信バッファ１２と、送信データをリアルタイムに順次送信するとともに送信バッファ１２に記憶させるリアルタイム送信部１１と、再送要求に対応する再送データを送信バッファ１２から取り出して送信する再送部１３とを有し、受信装置３０は、送信データおよび再送データを受信する受信部３１と、正常に受信できた送信データのみを取り出して順次出力するリアルタイム出力部３２と、消失データがある場合には、消失データの再送要求を送信して再送データを受信し、正常に受信できた送信データおよび再送データを組み合わせることにより送信データ順にしたがった受信データを出力するエラーフリー出力部３３とを有する。【選択図】図１
2006237968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介してデータを送信する送信装置と、前記伝送路を介して前記データを受信する受信装置とを備えた通信システムにおいて、
前記送信装置は、
リアルタイムに順次送信される送信データを格納する送信バッファと、
送信データをリアルタイムに順次送信するとともに、前記送信データを前記送信バッファに記憶させるリアルタイム送信部と、
前記受信装置からの消失データの再送要求に対して前記消失データに対応する送信データを前記送信バッファから取り出して再送データを送信する再送部と
を有し、
前記受信装置は、
前記リアルタイム送信部から送信された送信データおよび前記再送部から送信された再送データを受信データとして受信する受信部と、
前記受信データのうち、前記リアルタイム送信部から送信された前記送信データの中から正常に受信できた送信データのみを取り出して順次出力するリアルタイム出力部と、
前記受信データについて、正常に受信できなかった消失データの有無を順次判定し、前記消失データがない場合には、前記受信データを順次出力し、前記消失データがある場合には、前記送信装置に対して前記消失データの再送要求を送信し、前記再送要求に対する応答として前記再送部から送信された再送データを前記受信部から取り出して出力することにより、前記送信装置からの送信データ順にしたがった受信データを出力するエラーフリー出力部と
を有する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記エラーフリー出力部は、前記再送要求を送信する際に、消失データの直前までのデータを正常に受信できている場合には、直前データ正常受信情報を前記再送要求に付加して送信し、
前記再送部は、受信した前記再送要求に前記直前データ正常受信情報が含まれている場合には、前記直前データ正常受信情報に対応する前記送信バッファ内の送信データを廃棄する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の通信システムにおいて、
前記エラーフリー出力部は、正常に受信できなかった消失データの有無を順次判定した結果に基づいて、正常に受信できた所までのデータを示す正常受信情報を生成し、前記送信装置に対して前記正常受信情報を送信し、
前記再送部は、受信した前記正常受信情報に対応する前記送信バッファ内の送信データを廃棄する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
送信データを発生し、前記送信データを前記送信装置に送信する情報発生装置をさらに備え、
前記再送部は、前記受信装置からの前記再送要求の受信状況に応じて前記情報発生装置に対して情報発生量制御指令を出力し、
前記情報発生装置は、前記情報発生量制御指令に基づいて、前記送信装置に送信する送信データの発生量を変更する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の通信システムにおいて、
前記再送部は、前記再送要求の受信状況に応じて、前記再送要求に対応する送信データと、前記リアルタイム送信部で送信中の現在の送信データとの時間差から前記情報発生量制御指令を生成することを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項４に記載の通信システムにおいて、
前記再送部は、前記再送要求の受信状況に応じて、前記再送要求に対応する送信データと、前記リアルタイム送信部で送信中の現在の送信データとの間に送られたデータ量から前記情報発生量制御指令を生成することを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項４に記載の通信システムにおいて、
前記再送部は、前記再送要求の受信状況に応じて、再送データによるデータレートを差し引いて送信可能なデータレートを算出して前記情報発生量制御指令を生成することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
前記再送部は、前記受信装置からの前記再送要求に基づいて、同一の再送データの送信回数に応じて前記再送データの重複数を増加して前記再送データを重送する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
前記再送部は、前記受信装置からの前記再送要求に基づいて、同一の再送データの前回の送信時間から今回の送信時間までの経過時間に応じて前記再送データの重複数を増加して前記再送データを重送する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の通信システムにおいて、
前記再送部は、前記再送データを重送する場合に、一定時間以上の間隔をあけて前記再送データを送信することを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
伝送路を介してデータを送信する送信方法と、前記伝送路を介して前記データを受信する受信方法とを備えた通信方法において、
前記送信方法は、
送信データを適当な大きさのパケットデータに分割し、前記パケットデータを順次送信するとともに、送信した前記パケットデータを送信バッファに記憶させるリアルタイム送信処理ステップと、
前記受信方法により生成された消失パケットデータの再送要求に対して前記消失パケットデータに対応するパケットデータを前記送信バッファから取り出して再送パケットデータとして送信する再送処理ステップと、
前記受信方法により生成された正常に受信できた所までのパケットデータを示す正常受信情報に基づいて、前記正常受信情報に対応する前記送信バッファ内のパケットデータを廃棄する送信バッファ解放処理ステップと
を有し、
前記受信方法は、前記送信方法により送信された前記パケットデータおよび前記再送パケットデータを受信する受信処理ステップと、
前記パケットデータのうち、正常に受信できたパケットデータのみを取り出して順次出力するリアルタイム出力処理ステップと、
前記受信処理ステップで受信した前記パケットデータおよび前記再送パケットデータについて、正常に受信できなかった消失パケットデータの有無を順次判定する判定処理ステップと、
前記消失パケットデータがある場合に、前記消失パケットデータの再送要求を送信する再送要求送信処理ステップと、
前記消失パケットデータがない場合に、正常に受信できたパケットデータおよび正常に受信できた再送パケットデータを組合せ、前記送信方法からの送信順序に従ったパケットデータを順次出力するエラーフリー出力処理ステップと、
前記消失パケットデータがない場合に、正常に受信できた所までのパケットデータを示す正常受信情報を送信する正常受信情報送信処理ステップと
を有する
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置から受信装置に対して伝送路を介してリアルタイム性を要するデータを伝送するとともに、品質を要するデータを伝送する通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信方式としては、データに誤りが発生する可能性のあるＵＤＰ（User Datagram Protocol）のようなリアルタイム通信方式と、リアルタイム性はないがデータの信頼性はあるＴＣＰ（Transmission Control Protocol）のような非リアルタイム通信方式とが存在していた。すなわち、ＵＤＰは、転送速度は自由に設定可能であるが信頼性は保証されず、一方、ＴＣＰは、信頼性は保証されるが転送速度は設定できないという特徴がある。
【０００３】
そこで、リアルタイムでデータを伝送しながら、正常に受信できなかったもののみを再送するようにした通信方式がある（例えば、特許文献１参照）。この通信方式では、通信終了後もしくは通信中に、受信側で正常に受信できなかった部分のデータを送信側に再送させるように要求し、送信側では該当部分のデータの再送を行う。そのため、送信側は、通信が終了するまで全てのデータの再送準備をする必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３１３３５０号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。従来の通信システムは、送信側で再送のために全てのデータを保持する必要があるため、保持のためにメモリがたくさん必要になるという問題点があった。また、リアルタイムで通信する部分にレート制御を行う機能がないため、一度輻輳状態になると再送動作が頻繁に発生し、さらに深刻な輻輳状態を生み出してしまうという問題点があった。
【０００６】
また、信頼性を重視した通信方式では、リアルタイム性が損なわれ、一方、リアルタイム性を重視した通信方式では、信頼性が損なわれるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、リアルタイム性と信頼性を兼ね備えたデータ伝送を行うことのできる通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る通信システムは、伝送路を介してデータを送信する送信装置と、伝送路を介してデータを受信する受信装置とを備えた通信システムにおいて、送信装置は、リアルタイムに順次送信される送信データを格納する送信バッファと、送信データをリアルタイムに順次送信するとともに、送信データを送信バッファに記憶させるリアルタイム送信部と、受信装置からの消失データの再送要求に対して消失データに対応する送信データを送信バッファから取り出して再送データを送信する再送部とを有し、受信装置は、リアルタイム送信部から送信された送信データおよび再送部から送信された再送データを受信データとして受信する受信部と、受信データのうち、リアルタイム送信部から送信された送信データの中から正常に受信できた送信データのみを取り出して順次出力するリアルタイム出力部と、受信データについて、正常に受信できなかった消失データの有無を順次判定し、消失データがない場合には、受信データを順次出力し、消失データがある場合には、送信装置に対して消失データの再送要求を送信し、再送要求に対する応答として再送部から送信された再送データを受信部から取り出して出力することにより、送信装置からの送信データ順にしたがった受信データを出力するエラーフリー出力部とを有するものである。
【０００９】
また、本発明に係る通信方法は、伝送路を介してデータを送信する送信方法と、伝送路を介してデータを受信する受信方法とを備えた通信方法において、送信方法は、送信データを適当な大きさのパケットデータに分割し、パケットデータを順次送信するとともに、送信したパケットデータを送信バッファに記憶させるリアルタイム送信処理ステップと、受信方法により生成された消失パケットデータの再送要求に対して消失パケットデータに対応するパケットデータを送信バッファから取り出して再送パケットデータとして送信する再送処理ステップと、受信方法により生成された正常に受信できた所までのパケットデータを示す正常受信情報に基づいて、正常受信情報に対応する送信バッファ内のパケットデータを廃棄する送信バッファ解放処理ステップとを有し、受信方法は、送信方法により送信されたパケットデータおよび再送パケットデータを受信する受信処理ステップと、パケットデータのうち、正常に受信できたパケットデータのみを取り出して順次出力するリアルタイム出力処理ステップと、受信処理ステップで受信したパケットデータおよび再送パケットデータについて、正常に受信できなかった消失パケットデータの有無を順次判定する判定処理ステップと、消失パケットデータがある場合に、消失パケットデータの再送要求を送信する再送要求送信処理ステップと、消失パケットデータがない場合に、正常に受信できたパケットデータおよび正常に受信できた再送パケットデータを組合せ、送信方法からの送信順序に従ったパケットデータを順次出力するエラーフリー出力処理ステップと、消失パケットデータがない場合に、正常に受信できた所までのパケットデータを示す正常受信情報を送信する正常受信情報送信処理ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、リアルタイムに送信された送信データをリアルタイム出力する一方で、受信エラーが生じた場合には再送データに基づいてエラーフリー出力することができる２出力を備えることにより、リアルタイム性と信頼性を兼ね備えたデータ伝送を行うことのできる通信システムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の通信システムの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
本発明の通信システムは、リアルタイム性を要するデータ伝送方法および品質を要するデータ伝送方法の２種類を供給できることを特徴とするものである。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における通信システムの構成図である。図１において、送信装置１０は、外部から送信用データを取得し、それを通信データとしてネットワーク２０へ出力する。受信装置３０は、その通信データを、ネットワーク２０を介して取得し、受信データとして外部へ出力する。
【００１３】
ここで、送信装置１０は、リアルタイム送信部１１、送信バッファ１２、および再送部１３で構成される。リアルタイム送信部１１は、外部から入力したデータを通信プロトコルに則り、送信データとしてネットワーク２０に出力（送信）する。送信バッファ１２は、リアルタイム送信部１１が送信したデータを一時的に蓄積する記憶部である。再送部１３は、受信装置３０からの再送要求に対して該当データを送信バッファ１２より取り出し、通信プロトコルに則って、再送データとしてネットワーク２０に出力する。
【００１４】
一方、受信装置３０は、受信部３１、リアルタイム出力部３２、およびエラーフリー出力部３３で構成される。受信部３１は、ネットワーク２０を介して送信装置１０から出力された通信データを受信する。この通信データは、リアルタイム送信部１１からリアルタイムに送信される送信データと、再送部１３から再送要求に応じて送信される再送データとを含むものである。
【００１５】
リアルタイム出力部３２は、受信部３１からデータを受け取り、リアルタイムで送られてきた送信データのみを外部へ出力する。一方、エラーフリー出力部３３は、受信部３１から通信データを受け取り、データ抜けや誤りを発見したら再送要求を送信装置１０に送信するとともに、リアルタイムに送信された送信データと、再送要求に応じて送信された再送データとを合わせて正常に受信できたデータを時系列に外部に出力する。
【００１６】
次に、具体的な動作について説明する。
まず、送信装置１０は、送信すべきデータ列を外部から取得し、取得したデータ列をリアルタイム送信部１１で通信プロトコルに則り、送信データとしてネットワーク２０へ出力する。この送信データを、ここでは、リアルタイムデータと呼ぶことにする。
【００１７】
リアルタイム送信部１１は、伝送のために、データ列を適当な長さに分割してパケットデータとする。さらに、リアルタイム送信部１１は、パケットデータを識別できるように、各パケットデータにシリアル番号等を付与する。リアルタイム送信部１１は、受信装置からの再送要求に備え、送信したリアルタイムデータを、送信バッファ１２に記憶させる。
【００１８】
そして、再送部１３は、受信装置３０から特定のパケットデータの再送要求を受信した場合には、送信バッファ１２内に記憶されている該当パケットデータを読み出し、通信プロトコルに則り、再送データとしてネットワーク２０へ出力する。該当パケットデータの識別には、シリアル番号を用いることができる。
【００１９】
一方、受信装置３０は、ネットワーク２０を介して送信装置１０からのリアルタイムデータおよび再送データを、通信プロトコルに則り受信部３１で受信する。受信部３１は、受信したパケットデータをリアルタイム出力部３２とエラーフリー出力部３３とへ転送する。リアルタイム出力部３２は、転送されたデータのうち、正常に受信ができ、かつ再送されたものでないパケットデータのみを外部に出力する。すなわち、リアルタイム出力部３２は、正常に受信できたリアルタイムデータのみを出力する。
【００２０】
ここで、リアルタイム出力部３２は、パケットデータに付与されているシリアル番号を参照し、その値が単調増加しているパケットデータのみ出力することで、受信したパケットデータが再送されたものか否かを判断することが可能である。こうして、リアルタイム出力部３２から出力されるデータは、伝送遅延が少ない（すなわち、リアルタイム性が確保された）データのみ出力されることとなる。
【００２１】
一方、エラーフリー出力部３３は、リアルタイムデータおよび再送データの両者を含む転送されたパケットデータに対して、データに誤りがあるパケットデータやロスしたパケットデータを検出し、そのパケットの再送要求を送信装置１０に対して行う。
【００２２】
エラーフリー出力部３３は、受信するパケットのシリアル番号等で未受信のパケットデータを検出することにより、そのシリアル番号のパケットデータの再送要求を行うことが可能である。再送要求は、制御用の通信プロトコルを使用して送信装置１０に送信される。エラーフリー出力部３３は、受信したデータを内部に蓄積するとともに、正常に受信できたところまでを外部に出力する。
【００２３】
その後、送信装置１０からの再送により未受信のパケットデータを受信できた場合には、エラーフリー出力部３３は、その時点で正常に受信できた部分までのデータを出力する。このようにして、エラーフリー出力部３３は、リアルタイムデータおよび再送データに基づいて、正常に受信できたところまでを随時出力し、エラーのない（すなわち、品質が確保された）データを出力することができる。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態１における再送要求が発生した際のリアルタイム出力部３２およびエラーフリー出力部３３による出力データの様子を示すシーケンス図である。具体的には、リアルタイム送信部１１からリアルタイムデータとしてデータＤ１〜Ｄ５が送信され、その内のＤ２が伝送途中で消失した場合の通信システムの動作を示したものである。なお、図２において、ネットワーク２０や送信バッファ１２等の通信シーケンスに関係ない部分は、省略している。
【００２５】
リアルタイム送信部１１から定期的に送信されたデータＤ１〜Ｄ５は、受信部３１を介して、それぞれリアルタイム出力部３２およびエラーフリー出力部３３で処理され出力される。ここで、データＤ１〜Ｄ５のうち、Ｄ２が受信部３１まで到達せずに途中で伝送エラーが発生した場合を仮定する。
【００２６】
最初のＤ１は、リアルタイム出力部３２、およびエラーフリー出力部３３で同時に出力される。伝送エラーのあったＤ２は、受信部３１に届かず、その後、受信できたＤ３は、リアルタイム出力部３２で出力される。一方、エラーフリー出力部３３は、Ｄ１の次にＤ３を受信したことから、Ｄ２を受信していないことに気付き、Ｄ２の再送要求Ｒ２を送信装置１０に通知する。
【００２７】
その後、送信装置１０内の再送部１３が再送要求Ｒ２を受け取り、再送データとしてＤ２を送信する。Ｄ２は、リアルタイム出力部３２では既に過去のデータと認識され（既にＤ３を受信しているため）出力されない。一方、エラーフリー出力部３３は、Ｄ２の受信とともに、先に受信したＤ３を同時に出力する。その後、Ｄ４、Ｄ５は、リアルタイム出力部３２、エラーフリー出力部３３でともに出力される。
【００２８】
この結果、リアルタイム出力部３２は、伝送エラーが発生したＤ２以外のデータを、Ｄ１、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の順で、伝送遅延が少ないリアルタイム性を要するデータとして順次出力することとなる。一方、エラーフリー出力部３３は、再送要求によりＤ２を受信し、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の順で、エラーのない品質を要するデータとして順次出力することとなる。
【００２９】
以上のように、実施の形態１によれば、受信装置でリアルタイム性を重視した出力と品質を重視した出力の２出力を行うことができ、１回の通信で２つの特性のデータを出力することができる通信装置を得ることができる。
【００３０】
なお、図１の送信装置１０は、リアルタイム送信部１１の出力がネットワーク２０と送信バッファ１２の２つに出力されているが、リアルタイム送信部１１からの出力を１つにして、その先を２つに分岐させてネットワーク２０と送信バッファ１２に行くようにしても同様の効果が得られる。
【００３１】
さらに、図１の受信装置３０は、受信部３１で一旦データを受信した後、リアルタイム出力部３２とエラーフリー出力部３３へデータを分配するようにしているが、受信部３１の機能をエラーフリー出力部３３に持たせて、リアルタイムデータをエラーフリー出力部３３からリアルタイム出力部３２へ分配するようにしても同様の効果が得られる。また、その逆でリアルタイム出力部３２からエラーフリー出力部３３に分配するようにしても同様の効果が得られる。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態１では、あらかじめ決まった発生量のデータを伝送する通信システムについて説明した。これに対して、本実施の形態２では、情報発生量を制御することができる通信システムについて説明する。
【００３３】
図３は、本発明の実施の形態２における通信システムの構成図である。図３において、通信システムは、実施の形態１と同様に、送信装置１０、ネットワーク２０、および受信装置３０で構成されるとともに、送信装置１０に対して、受信装置３０に送信すべきデータを送信する情報発生装置４０をさらに備えている。
【００３４】
送信装置１０内の再送部１３は、データの再送を行うとともに、情報発生装置４０の情報発生量の制御を行う。他の部分に関する機能は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００３５】
次に、具体的な動作について説明する。
まず、送信装置１０は、送信すべきデータ列を情報発生装置４０から取得し、取得したデータ列をリアルタイム送信部１１で通信プロトコルに則り、リアルタイムデータとしてネットワーク２０へ出力する。リアルタイム送信手順および再送手順に関しては、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００３６】
再送部１３は、再送要求の受信状況を検出し、受信状況に応じて、情報発生装置４０に対して情報発生量を抑えるあるいは増やすように情報発生量制御指令を出力する。具体的には、再送部１３は、再送要求の発生頻度、あるいは再送要求を受信した時間間隔に基づいて情報発生量制御指令を出力する。
【００３７】
ネットワークの輻輳によって通信データが廃棄された場合には、送信装置１０内の再送部１３は、受信装置３０からの再送要求を頻繁に受信することとなる。この場合に、送信装置１０で再送を繰り返すと、余計に輻輳状態が悪化してしまう。そこで、再送部１３は、例えば、再送要求の発生頻度が所定の許容値を超えた場合には、輻輳状態が悪化したと判断し、情報発生装置４０に対して情報発生量を抑えるように情報発生量制御指令を出力することで、輻輳状態を回避することが可能となる。
【００３８】
以上のように、実施の形態２によれば、送信装置内の再送部は、再送要求の受信状況に基づいて、情報発生装置の情報発生量を制御することができ、ネットワークの輻輳状態を回避することができる。
【００３９】
なお、実施の形態２においては、送信装置１０の外部に送信データを発生する情報発生装置４０を設けた場合を説明したが、送信装置１０の中に情報発生装置４０と同様の情報発生量を制御できる機能を組み込むことも可能である。
【００４０】
実施の形態３．
本実施の形態３では、エラーフリー出力部３３が正常に受信できなかったパケットデータの有無を順次判定する際に、正常に受信できたところまでのパケットデータの情報を示す正常受信情報を生成し、送信装置１０に対して送信する場合について説明する。
【００４１】
受信装置３０内のエラーフリー出力部３３は、正常に受信できなかったパケットデータを再送要求するとともに、正常に受信できた所までのパケットデータを正常受信情報として送信装置１０に通知することができる。この場合の通知方法として、エラーフリー出力部３３は、パケットデータのシリアル番号等を使用して正常に受信できたところまでを通知することが可能である。
【００４２】
また、正常に受信できた部分までのデータを正常受信情報として送信装置１０に通知することで、送信装置１０は、それ以前に送信したリアルタイムデータおよび再送データが正常に受信装置３０に届いたかどうかを確認できる。図４は、本発明の実施の形態３における再送要求および正常受信情報が発生した際のリアルタイム出力部３２およびエラーフリー出力部３３による出力データの様子を示すシーケンス図である。
【００４３】
具体的には、リアルタイム送信部１１からリアルタイムデータとしてデータＤ１〜Ｄ４が送信され、その内のＤ２が伝送途中で消失し再送要求が発生し、さらに、再送データとしてＤ２が送信された後に、Ｄ１までの正常受信情報が発生した場合の通信システムの動作を示したものである。なお、図４において、ネットワーク２０や送信バッファ１２等の通信シーケンスに関係ない部分は、省略している。
【００４４】
Ｄ２の１回目の再送手順までについては、図２と同様であり、説明を省略する。その後、受信装置３０内のエラーフリー出力部３３は、任意のタイミングでＤ１まで正常に受信できたことを示す正常受信情報Ｃ１を送信装置１０へ送信する。この正常受信情報Ｃ１を受けた送信装置１０内の再送部１３は、先ほど再送を行ったＤ２が届いていないことを認識し、再度Ｄ２を送信することが可能となる。
【００４５】
受信装置３０は、再送要求Ｒ２を送信した後、送信装置１０がＤ２をいつ再送するのかわからないため、図４で１回目の再送がエラーで届かなくても、まだ再送されていないものだと認識してしまい、すぐには２回目の再送の要求をできない可能性がある。そのため、このようにあるタイミングで正常受信情報Ｃ１を送信装置１０に通知することで、送信装置１０は、１回目の再送がエラーだったことを認識でき、素早くＤ２の再再送を行うことができる。
【００４６】
また、リアルタイムに送っているリアルタイムデータと正常に受信できたところまでのデータの差分が、エラーフリー出力部３３の出力遅延に相当する。したがって、送信装置１０は、再送部１３で受信した正常受信情報とリアルタイム送信部１１から現段階で出力しているリアルタイムデータとの差分から出力遅延概算値を求めることにより、算出した出力遅延概算値が大きくならないように再送制御を工夫したり、情報発生量を抑えたりすることも可能である。
【００４７】
さらに、受信装置３０が送信する正常受信情報により、送信装置１０は、その部分までのパケットデータを再送する必要がなくなるため、送信バッファ１２内の対応するパケットデータを廃棄することができ、送信バッファ１２の容量を小さくすることができる。特に、監視のような使用法をする場合には、通信が途切れることがないので、送信バッファ１２を解放する手段を持たないと送信バッファ１２が不足してしまう。
【００４８】
図５は、本発明の実施の形態３における正常受信情報が発生した際の送信バッファ１２を解放する様子を示すシーケンス図である。具体的には、図２と同様に、リアルタイム送信部１１からリアルタイムデータとしてデータＤ１〜Ｄ５が送信され、その内のＤ２が伝送途中で消失して再送要求が発生した後に、さらに、Ｄ１〜Ｄ４の正常受信情報が発生した場合の通信システムの動作を示したものである。
【００４９】
再送手順については、図２と同様であり、説明を省略する。リアルタイム送信部１１は、データを受信装置３０に送信するのと同時に、送信バッファ１２にそのデータを書き込む。再送部１３は、Ｄ２の再送要求Ｒ２を受けたとき、該当データを送信バッファ１２から取り出し、Ｄ２の再送データを送信する。
【００５０】
受信装置３０内のエラーフリー出力部３３は、Ｄ２の再送データを正常に受信した後に、任意のタイミングでＤ４まで正常に受信できたことを示す正常受信情報Ｃ４を送信装置１０へ送信する。これを受けた送信装置１０内の再送部１３は、Ｄ１〜Ｄ４の再送が必要でなくなったと判断でき、送信バッファ１２内のＤ１〜Ｄ４のデータを廃棄し、送信バッファ１２を解放することができる。これにより、送信バッファ１２の空き容量が増える。
【００５１】
以上のように、実施の形態３によれば、正常に受信できた部分までのパケットデータを正常受信情報として送信装置に通知することにより、送信装置は、再送データの送達確認を素早く行うことができる。さらに、送信装置は、受信した正常受信情報に基づいて送信バッファを解放することができ、その結果、送信バッファの容量を小さくすることができる。
【００５２】
実施の形態４．
実施の形態３は、正常に受信できたところまでのパケットデータの情報を示す正常受信情報を活用する場合について説明した。本実施の形態４では、必要に応じて、再送要求にこの正常受信情報に相当する情報を付加する場合について説明する。
【００５３】
再送要求が頻繁に発生しない状況では、この再送要求自身を、正常に受信できたことを示す情報として利用することも可能である。すなわち、再送要求を受信した際に、再送部１３は、再送要求に対応するデータよりも前までのデータは、受信装置３０により正常に受信できたことを示す意味にとることもできる。しかしながら、再送要求が複数発生する場合を考慮すると、再送要求のみから、再送要求に対応するデータよりも前までのデータが正常に受信できたと判断することはできない。
【００５４】
そこで、受信装置３０は、再送要求を送信する際に、それ以前のデータを正常に受信できている場合には、再送要求にその旨の情報として、直前データ正常受信情報を付与して送信装置１０に通知することができる。この直前データ正常受信情報は、実施の形態３で説明した正常受信情報と同様の働きをする。送信装置１０は、受信した再送要求に直前データ正常受信情報が含まれている場合には、この直前データ正常受信情報により、受信装置３０がどこまでのパケットデータを正常に受信できたのかを知ることができる。
【００５５】
実現方法としては、再送要求の情報に、１ビットの送達確認の有無の情報を付与することが考えられる。直前データ正常受信情報に相当するこの１ビットの情報が付加された再送要求は、再送要求に含まれているデータ番号の手前まで正常に受信できているか否かを示すことができる。
【００５６】
以上のように、実施の形態４によれば、受信装置から送信装置に送られる再送要求に、その直前までのデータを正常に受信できた旨を示す直前データ正常受信情報を付加することで、送信装置は、受信装置で正常に受信できた所までのデータの送達確認を行うことができる。さらに、送信装置は、受信した直前データ正常受信情報に基づいて送信バッファを解放することができ、その結果、送信バッファの容量を小さくすることができる。
【００５７】
実施の形態５．
実施の形態５では、再送要求の受信状況に応じて、再送データを一度に重複して送信（重送）することにより、エラーフリー出力部３３から出力されるデータの遅延を低減する方法について説明する。
【００５８】
偶然、同じパケットデータの再送データが誤ったりロスしたりして、何度も再送を繰り返す状況になった場合には、その間にも、新たなリアルタイムデータはどんどん送られる。このため、送信装置１０内の送信バッファ１２には、再送を繰り返しているパケットデータから最新のパケットデータまでの間の全てのパケットデータが蓄積されている状態となり、また受信装置３０では再送を繰り返している間、エラーフリー出力部３３から一切出力できない状況となってしまう。
【００５９】
このような状況を早く改善するために、本実施の形態５では、同一パケットデータを再送する場合に、その再送回数に応じて、一度に送る再送パケットデータの数（重送数）を増やすことを行う。こうすることで、エラーやロスの影響があっても、所望のパケットデータが一度に複数個送られるため、正常に受信装置に届く確率が高くなる。しかし、常時重送数を多くするとネットワークの輻輳につながるため、再送回数が多いパケットデータのみ重送することとする。
【００６０】
また、何度も同一データの再送を繰り返すような状況において、送信装置１０は、各パケットデータに関して、その再送回数をカウントするのは管理が大変である。そこで、この代替案として、送信装置１０は、最初に送信した時刻から再送までの経過時間に応じて重送数を決定することができる。例えば、送信装置１０は、単位時間当たりのパケット送信数がほぼ一定と仮定すれば、現在送信中のパケットデータのシリアル番号と再送しようとしているパケットデータのシリアル番号の差分から概算の経過時間が推測でき、その経過時間が大きくなるにつれて１回の重送数を増やすことができる。
【００６１】
また、別の代替案として、再送の可能性のあるデータ（正常に受信できたことを受信装置から通知されていないデータ部分）は、送信バッファ１２に残っているため、送信装置１０は、再送するパケットデータから最新のパケットデータまでの、送信バッファ１２に記憶されているデータ量から経過時間を推測し、重送数を決めることもできる。
【００６２】
なお、再送データを重送する際に、連続して送信すると、バースト的なエラーやロスが発生した場合には、重送した全てのデータが受信装置で正常に受信できなくなってしまう。そこで、重送する際に、ある一定の間隔をあけて重送することでバースト的なエラーやロスが発生しても、全てのデータが被害を受けることはなくなり、受信装置に再送データを届けることができる。
【００６３】
以上のように、実施の形態５によれば、同一パケットデータの再送回数に応じて重送数を増やすことにより、送信バッファの容量を小さくできるとともに受信装置のエラーフリーのデータの出力遅延を小さくすることができる。さらに、同一パケットデータの再送時の経過時間に応じて重送数を増やすことによっても、同様の効果を得ることができる。さらに、再送データを重送する際に、一定時間間隔をあけて重送することにより、バースト的なエラーやロスに対して強い再送を実現することができる。
実施の形態６．
【００６４】
実施の形態６では、正常受信情報に応じて情報発生量を制御することにより、エラーフリー出力部３３から出力されるデータの遅延を低減する方法について説明する。
【００６５】
本実施の形態６における送信装置１０は、現在送信中のパケットデータと、正常受信情報あるいは直前データ正常受信情報が付加された再送要求により受信が確認された部分のパケットデータとの送信時の時間差によって、情報発生量を制御する。送信装置１０から送信したが受信装置３０側での受信確認が未確認のデータの時間差が大きくなると、送信装置１０側の送信バッファ１２にたまるデータ量がどんどん増え、また、受信装置３０側でのエラーフリー出力部３３からの出力データの遅延がますます大きくなる。
【００６６】
このような状況を避けるために、送信装置１０は、上述の時間差により情報発生量の制御を行う。具体的には、再送部１３は、時間差が大きくなった場合には、情報発生量を減らすように情報発生量制御指令を生成し、逆に時間差が小さくなった場合には、情報発生量を増やすように情報発生量制御指令を生成し、情報発生装置４０に対して情報発生量制御指令を出力する。情報発生量を減らすことによって、ネットワークの輻輳状態は緩和され、再送データの頻度も下がり、上述の時間差が小さくなるとともに、送信バッファ１２に記憶されるデータ量も少なくなる。
【００６７】
また、時間差の代わりに、現在送信中のパケットデータと、正常受信情報あるいは直前データ正常受信情報が付加された再送要求により受信が確認された部分のパケットデータとの間に送信されたデータ量によっても、同様に、情報発生量を制御することが可能である。送信装置１０から送信したが受信装置３０側での受信確認が未確認の総データ量が大きくなると、送信装置１０側の送信バッファ１２にたまるデータ量がどんどん増え、また、受信装置３０側でのエラーフリー出力部３３からの出力データの遅延がますます大きくなる。
【００６８】
このような状況を避けるために、送信装置１０は、上述のデータ量により情報発生量の制御を行う。具体的には、再送部１３は、データ量が大きくなった場合には、情報発生量を減らすように情報発生量制御指令を生成し、逆にデータ量が小さくなった場合には、情報発生量を増やすように情報発生量制御指令を生成し、情報発生装置４０に対して情報発生量制御指令を出力する。情報発生量を減らすことによって、ネットワークの輻輳状態は緩和され、再送データの頻度も下がり、上述の時間差およびデータ量が小さくなるとともに、送信バッファ１２に記憶されるデータ量も少なくなる。
【００６９】
以上のように、実施の形態６によれば、送信側で送達確認が取れていない部分のデータに基づく時間差の大きさにより情報発生量を制御することにより、送信バッファを小さくできるとともに受信装置のエラーフリーのデータの出力遅延を小さくすることができる。
さらに、時間差の代わりに総データ量を用いて情報発生量を制御することによっても、同様の効果を得ることができる。
【００７０】
実施の形態７．
実施の形態７では、使用可能な伝送帯域を考慮して情報発生量を制御する場合について説明する。ベストエフォート型のネットワークを使用する場合、使用可能な伝送帯域は、常に変化する。伝送可能な帯域以上のデータ送信を行うと、輻輳によりデータの一部が廃棄され、さらには、その廃棄された部分のデータの再送を行おうとして、ますます輻輳が悪化してしまう。
【００７１】
そこで、再送要求の情報を利用して伝送可能な帯域を算出し、再送予定のデータ帯域を引いた値を情報発生量とすることが考えられる。すなわち、本実施の形態７における再送部１３は、再送データを送信するために必要なデータ帯域を差し引くことにより、リアルタイムデータの情報発生量を求め、情報発生装置４０に対して、算出した情報発生量に基づく情報発生量制御指令を出力することとなる。
【００７２】
以上のように、実施の形態７によれば、再送の帯域も考慮して情報発生量を制御することにより、再送のよる輻輳状態を避けることができる。
【００７３】
なお、上述の実施の形態１〜７における通信システムは、ソフトウェアとして実現することも可能であり、送信装置１０および受信装置３０は、通信に関わる部分のみの動作であるため、通信プロトコルとして各種通信装置に実装可能である。
【００７４】
送信装置１０における送信方法は、リアルタイム送信処理ステップ、再送処理ステップ、および送信バッファ解放処理ステップの各処理により実現できる。また、受信装置３０における受信方法は、受信処理ステップ、リアルタイム出力処理ステップ、判定処理ステップ、再送要求送信処理ステップ、エラーフリー出力処理ステップ、および正常受信情報送信処理ステップの各処理により実現できる。
【００７５】
具体的には、リアルタイム送信処理ステップは、送信データを適当な大きさのパケットデータに分割し、パケットデータを順次送信するとともに、送信したパケットデータを送信バッファに記憶させるものであり、リアルタイム送信部１１および送信バッファ１２で実現できる。
【００７６】
再送処理ステップは、受信側で生成された消失パケットデータの再送要求に対して消失パケットデータに対応するパケットデータを送信バッファから取り出して再送パケットデータを送信するものであり、再送部１３および送信バッファ１２で実現できる。
【００７７】
送信バッファ解放処理ステップは、受信側で生成された正常に受信できた所までのパケットデータを示す正常受信情報に基づいて、正常受信情報に対応する送信バッファ内のパケットデータを廃棄するものであり、再送部１３および送信バッファ１２で実現できる。
【００７８】
また、受信方法において、受信処理ステップは、送信側から送信されたパケットデータおよび再送パケットデータを受信するものであり、受信部３１で実現できる。リアルタイム出力処理ステップは、パケットデータのうち、正常に受信できたパケットデータのみを取り出して順次出力するものであり、リアルタイム出力部３２で実現できる。
【００７９】
判定処理ステップは、受信処理ステップで受信したパケットデータおよび再送パケットデータについて、正常に受信できなかった消失パケットデータの有無を順次判定するものであり、エラーフリー出力部３３で実現できる。また、再送要求送信処理ステップは、消失パケットデータがある場合に、消失パケットデータの再送要求を送信するものであり、エラーフリー出力部３３で実現できる。
【００８０】
また、エラーフリー出力処理ステップは、消失パケットデータがない場合に、正常に受信できたパケットデータおよび正常に受信できた再送パケットデータを組合せ、送信側からの送信順序に従ったパケットデータを順次出力するものであり、エラーフリー出力部３３で実現できる。さらに、正常受信情報送信処理ステップは、消失パケットデータがない場合に、正常に受信できた所までのパケットデータを示す正常受信情報を送信するものであり、エラーフリー出力部３３で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態１における通信システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における再送要求が発生した際のリアルタイム出力部およびエラーフリー出力部による出力データの様子を示すシーケンス図である。
【図３】本発明の実施の形態２における通信システムの構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３における再送要求および正常受信情報が発生した際のリアルタイム出力部およびエラーフリー出力部による出力データの様子を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の実施の形態３における正常受信情報が発生した際の送信バッファを解放する様子を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  送信装置、１１  リアルタイム送信部、１２  送信バッファ、１３  再送部、２０  ネットワーク、３０  受信装置、３１  受信部、３２  リアルタイム出力部、３３  エラーフリー出力部、４０  情報発生装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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